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[参考译文] DP83TD510E-EVM:温度变化下的以太网到 SPE 和 SPE 到以太网时序数据

Guru**** 2895600 points

Other Parts Discussed in Thread: DP83TD510E-EVM, DP83TD510E

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1633722/dp83td510e-evm-ethernet-to-spe-and-spe-to-ethernet-timing-data-over-the-temperature-variation

器件型号: DP83TD510E-EVM
主题: DP83TD510E 中讨论的其他器件

参考链接: DP83TD510E-EVM 评估板|德州仪器 TI.com  

我们将 Texas Instruments 的参考设计用于以太网 SPE 转换器。 本设计使用了 25MHz 外部晶体振荡器 (ABM8AIG-25.000MHZ-12-2Z-T3)、该振荡器在最坏情况下的温度稳定性为±70ppm。

该 25MHz 时钟用作 SPE PHY (DP83TD510ERHBR) 的输入。 SPE PHY 使用其内部 PLL 生成 RMII 接口所需的 50MHz 基准时钟、并将该时钟输出到以太网 PHY (DP83822HRHBT)。

由于系统支持通过 RMII 进行双向通信(以太网Left right arrowSPE)、因此 50MHz 时钟对于两个 PHY 之间的时序同步至关重要。

目标是验证此 TI 参考设计是否会在–40°C 至+85°C 的温度范围内可靠运行、并评估温度引起的变化(例如振荡器稳定性和 PLL 行为)是否会影响两个 PHY 器件之间的时序关系。

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    尊敬的 Shreyas:  

    DP83TD510 器件在 –40°C 至+105°C 的工作温度范围内进行了分类、可满足您的要求。 不过、您提到输入时钟具有高达 70ppm 的稳定性、这违反了 510 时钟要求 (50ppm)。 在高达 125°C 的整个工作温度范围内、温度的频率影响似乎为 50ppm、因此高达 85°C 的总 ppm 不匹配可能仍低于 50ppm。 只要输入时钟满足所述要求、RMII 接口就应具有稳健性。  

    此致、

    Vivaan

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    感谢您的澄清。

    我们选择了一个 在整个温度范围内具有 20ppm 频率稳定性的振荡器、因此满足输入时钟要求。

    在您之前的回答中、您提到:

    “只要输入时钟满足所述要求、RMII 接口就应该保持稳定可靠。“

    我们想确认应用中“RMII 接口稳定“的含义。

    具体来说、这是否意味着以下各项之间的 RMII 通信链路:

    1. 以太网 PHY (DP83822HRHBT)→SPE PHY (DP83TD510ERHBR)、和

    2. SPE PHY (DP83TD510ERHBR)→以太网 PHY (DP83822HRHBT)

    只要输入时钟满足所需的规格、该器件将在–40°C 至+85°C 的整个工作温度范围内保持可靠和稳定?

    请确认这两个 PHY 器件之间的 RMII 数据通信是否能保证在这些条件下在整个温度范围内保持稳健。

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    Shreyas,

    只要满足输入时钟和 RMII 信号的时序要求、RMII 接口就应该具有稳健性。 您选择的时钟在整个温度范围内似乎有 20ppm 的变化、因此我预计这不会导致任何问题。 设置和保持时间变化可能仍会导致一些问题(具体取决于您的应用)、但可以根据需要调整这些参数。

    此致、

    Vivaan

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    如何根据需要通过软件配置或硬件配置来调整设置时间和保持时间? 您能否以非常详细的术语解释如何调整或修改设置和保持时间变化?

    还请指定 DP83TD510ERHBR 单线对以太网 PHY IC 的最高结温(Tj 最大值)。 根据 TI DP83TD510E 数据表、该器件的额定工作环境温度范围为–40°C 至+105°C

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    Shreyas,  

    设置和保持时间可通过使用较长迹线的软件配置和硬件配置进行调整。 如果将 PHY 设置为 RMII 主模式、则在 510 上、寄存器 0x0017 第 8 位可用于触发延迟。 您可以根据您的特定应用使用任一种方法。

    结温取决于应用下的功率耗散、但我们预计不会超过 125°C。

    贝斯特

    Vivaan

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    ffgggh

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    我们已经完成了对 EUT 的 EFT 抗扰度测试、并在测试过程中监控以太网到 SPE 的通信性能。

    观察到的结果:

    • 500V EFT: 通信稳定、 数据包丢失 0%
    • 1kV EFT: 通信处于活动状态、但 观察到 4–5%的数据包丢失
    • 2 kV EFT: 通信故障

    当前状态:
    该设计在较低的 EFT 电平下的性能可以接受、但无法满足 2kV 的稳健性要求。 为了确保合规性并在所有所需的 EFT 电平(尤其是 2kV)下实现稳定的通信、同时更大限度地减少或零数据包丢失、需要进一步的硬件优化。

    目标:
    实现:

    • 500V 时的数据包丢失为 0%
    • 1 kV 时、数据包丢失为 0%
    • 0%数据包、在 2kV 时保持稳定通信、无故障

    请查看原理图并建议所需的硬件修改、布局更新和保护增强功能、从而提高系统抗扰度并确保符合 EFT 要求。

     

    第 1 个原理图:使用 2 个 PHY 进行以太网到 SPE 通信。

    第二个原理图:CDN 网络(耦合去耦网络)

    流程是从以太网 PHY 到 SPE PHY、然后通过 CDN 网络、然后在继电器旁边

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    Shreyas,  

    以下几点可能有助于获得更好的 EFT 抗扰度测试结果。 我假设您参考的是 IEC 61000 4-4 EFT 测试、其中高频脉冲通过电容钳位发送到以太网电缆。  

    该测试中的一个最大间隙是使用屏蔽电缆、您是否使用屏蔽电缆进行这些测试? 高频突发通常可以找到一条通过屏蔽层到达连接器地的路径、这应该有助于提高 EFT 抗扰度。

    如果为 EFT 测试使用屏蔽电缆、则主要问题是连接器地与大地之间的低阻抗路径。 与 ESD 测试类似、良好的接地路径可以减少潜在的接地反弹并降低注入系统的共模电压。

    似乎没有使用接地隔离。 强烈建议这样做以获得更好的性能、从而减少系统中的接地反弹。 此外、如果布局中 MDI 线路下方尚未存在接地层、则有助于实现更好的阻抗匹配。

    本 应用手册 还介绍了此测试以及一些有关设置的详细信息。 这个结果似乎符合您的要求。 用于这些测试的参考设计板是 TIDA-010261、可在此处找到 原理图/布局参考。

    此致、

    Vivaan